Ăng-ten có độ lợi cao là cần thiết cho liên lạc vô tuyến đường dài, thiên văn vô tuyến, radar độ phân giải cao, v.v. Vì vậy, loại có độ lợi cao được sử dụng thường xuyên nhất ăng ten là ăng-ten phản xạ vì chúng có thể dễ dàng đạt được mức tăng trên 30 dB đối với tần số cao hơn và vi sóng. Vì vậy, việc thiết kế các gương phản xạ cho nhiều ứng dụng có thể dẫn đến tiến bộ ngoạn mục trong việc phát triển các kỹ thuật thử nghiệm và phân tích tinh vi bằng cách định hình các bề mặt phản xạ và tối ưu hóa chiếu sáng trên các khẩu độ của chúng để tăng mức khuếch đại. Vì vậy, bài viết này thảo luận về một cái nhìn tổng quan về một ăng ten phản xạ - làm việc với các ứng dụng.
Anten phản xạ là gì?
Định nghĩa ăng-ten phản xạ là; một ăng-ten được thiết kế để phản xạ các tín hiệu điện từ tới bắt nguồn từ một nguồn riêng biệt. Ăng-ten này chủ yếu được thiết kế để hoạt động ở tần số vi sóng cao. Nó phổ biến nhất trong các hệ thống ăng-ten tàu vũ trụ do cấu trúc nhẹ và đơn giản của nó. Cái này ăng-ten được tạo ra với các gương phản xạ khác nhau có bề mặt là hypebol, parabol, hình cầu hoặc hình elip. Vì vậy, parabol là ăng ten được sử dụng thường xuyên nhất. Các sơ đồ ăng ten phản xạ được hiển thị bên dưới.
Anten phản xạ hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của anten phản xạ là; ăng-ten này hoạt động ở dải tần số vi sóng cao. Sóng điện từ ở tần số này hoạt động như một sóng ánh sáng, vì vậy, sóng ánh sáng này bị phản xạ khi chạm vào một bề mặt. Tuy nhiên, ăng-ten này là sự kết hợp của bề mặt phản xạ & phần tử nguồn cấp dữ liệu, điều đó có nghĩa là cần phải sử dụng bề mặt phản xạ có phần tử ăng-ten để tạo ra sự kích thích cho phần tử phản xạ. Vì vậy, nó bao gồm cả yếu tố chủ động và bị động.
Anten được sử dụng để cung cấp kích thích được gọi là yếu tố tích cực trong khi cái phát lại năng lượng phát ra qua phần tử tích cực được gọi là phần tử thụ động hoặc bề mặt phản xạ. Vì vậy, phần tử tích cực là nguồn cấp dữ liệu trong khi phần tử thụ động là bộ phản xạ.
Nói chung, ăng-ten này đóng một vai trò thiết yếu trong việc truyền sóng vô tuyến vì nó thay đổi dạng bức xạ của phần tử bức xạ. Các ăng-ten này hoạt động theo cách năng lượng cấp được hướng đến bề mặt phản xạ nằm ở vị trí thích hợp. Hơn nữa để đạt được năng lượng, gương phản xạ hướng dẫn nó theo một hướng chính xác.
Ở đây, cần lưu ý rằng ăng-ten có độ lợi cao hoạt động ở tần số vi sóng và có kích thước vật lý nhỏ mang lại hướng ưu tiên. Mặc dù cung cấp một số cấu hình hình học, vẫn có một số dạng phổ biến nơi hình thành bề mặt phản xạ của ăng-ten. Vì vậy, dựa trên điều này, hơn nữa, ăng ten phản xạ được phân loại.
Các loại ăng-ten phản xạ
Ăng-ten phản xạ được phân loại thành các loại khác nhau như thanh, mặt phẳng, góc, hình trụ, hình cầu và parabol và mỗi loại được thảo luận bên dưới.
Máy bay phản xạ
Ăng-ten phản xạ phẳng bao gồm một ăng-ten sơ cấp & bề mặt phản xạ rất hữu ích để phát năng lượng điện từ theo hướng ưu tiên, tuy nhiên không khả thi để chuẩn trực năng lượng theo hướng thuận. Tấm phản xạ này còn được gọi là tấm phản xạ phẳng & nó được coi là một trong những gương phản xạ đơn giản hướng sóng EM theo hướng phù hợp.
Trong ăng-ten này, tấm kim loại phẳng được sắp xếp ở một khoảng cách cụ thể từ điểm nạp. Đối với sóng vô tuyến hướng vào trong, nó hoạt động như một gương phẳng & cho phép chúng trải nghiệm sự phản xạ xuyên suốt nó. Gương phản xạ phẳng gặp khó khăn trong việc chuẩn trực toàn bộ năng lượng theo hướng thuận. Vì vậy, để xử lý các đặc điểm mẫu, trở kháng, định hướng & độ khuếch đại của hệ thống, sự phân cực của phần tử tích cực với vị trí của nó đối với mặt phản xạ được sử dụng.
phản xạ góc
Ăng-ten phản xạ góc bao gồm tối thiểu hai hoặc ba bề mặt phẳng dẫn điện giao nhau với nhau. Vì vậy, trong loại ăng-ten này, phần tử nguồn cấp dữ liệu là một lưỡng cực hoặc một tập hợp các lưỡng cực thẳng hàng. Ăng-ten loại phản xạ góc chủ yếu được sử dụng để đạt được sự chuẩn trực của năng lượng điện từ theo hướng thuận. Vì vậy, nó được sử dụng để triệt tiêu bức xạ theo hướng bên và hướng ngược lại.
Gương phản xạ này là một phiên bản sửa đổi của gương phản xạ phẳng để hiển thị bức xạ cực đại theo hướng thuận. Hầu hết, hình dạng phản xạ phẳng được sửa đổi bằng cách kết hợp hai tấm mức để tạo thành một góc. Chúng được sử dụng để cải thiện khả năng định hướng của năng lượng EM theo hướng thuận để giảm mức tăng của sóng phản xạ ngược.
Phản xạ hình trụ
Bộ phản xạ anten được tạo ra có dạng hình trụ được gọi là bộ phản xạ hình trụ. Hình dạng hình trụ của gương phản xạ đơn giản cho phép bạn tập trung tín hiệu trên bề mặt của ăng-ten. Những gương phản xạ này được sử dụng rộng rãi ở bất cứ nơi nào cần có vùng phủ sóng dọc góc rộng và chùm tia phương vị sắc nét như nguồn đường truyền và ăng-ten điều hướng trên không.
Phản xạ hình cầu
Chóa phản xạ hình cầu được thiết kế với bề mặt hình cầu tương tự như chóa phản xạ hình trụ, có nghĩa là các chóa phản xạ này là các phần tử của bề mặt hình cầu. Kích thước của gương phản xạ trong ăng-ten này bằng một nửa số quả cầu. Chúng chủ yếu được sử dụng để chuẩn trực năng lượng từ các phần tử hoạt động theo hướng thuận.
Phản xạ parabol
Một loại ăng ten phản xạ được thiết kế theo cấu trúc paraboloid bằng cách sử dụng các đặc tính của parabol được gọi là gương phản xạ parabol. Trong ăng-ten này, phần tử hoạt động có mặt tập trung trục chính để phản xạ sóng bức xạ theo hướng song song với trục chính.
Như thể hiện trong sơ đồ trên, các sóng do ăng-ten còi tạo ra đi qua gương phản xạ. Phản xạ này chỉ đơn giản là phản xạ chúng để tạo thành một mặt sóng phẳng. Các sóng này bị triệt tiêu theo các hướng khác do sự khác biệt về đường đi và pha. Vì vậy, theo cách này, ăng-ten phản xạ parabol thay đổi từ sóng hình cầu sang sóng phẳng.
Thanh phản xạ
Một loại ăng-ten có gương phản xạ hình que được gọi là ăng-ten phản xạ hình que. Gương phản xạ dạng que chủ yếu được sử dụng trong Anten Yagi-Uda . Bộ phản xạ này được bố trí ở một khoảng cách cụ thể ở phía sau phần tử được điều khiển trong ăng-ten và nói chung, nó có chiều dài trên chiều dài phần tử được điều khiển là một lưỡng cực nửa bước sóng. Bộ phản xạ trong ăng-ten chỉ đơn giản là cung cấp điện kháng cảm ứng, do đó hướng dẫn trường bức xạ theo hướng ngược lại với phần tử được điều khiển để giảm tổn thất do sóng phản xạ ngược. Vì vậy, nó giúp cải thiện mức tăng.
Thuận lợi
Các ưu điểm của ăng ten phản xạ bao gồm những điều sau đây.
- Đây là linh hoạt.
- Họ có hiệu suất bức xạ xuất sắc.
- Anten loại parabol có độ lợi cao và định hướng cao.
- Phản xạ parabol giảm thùy nhỏ.
- Lượng điện năng lãng phí khá thấp so với các ăng-ten khác.
- Nó cung cấp sự linh hoạt trong khi sắp xếp phần tử nguồn cấp dữ liệu.
- Chóa phản xạ parabol giúp điều chỉnh chùm sáng dễ dàng.
Nhược điểm
Các nhược điểm của anten phản xạ bao gồm những điều sau đây.
- Ăng-ten phản xạ cần được cân bằng để tránh điểm tiếp sóng bị cản trở.
- Thiết kế ăng-ten kiểu parabol là một quy trình phức tạp.
- Các biến dạng bề mặt trong anten phản xạ parabol có thể diễn ra trong một đĩa cực lớn. Vì vậy, điều này có thể được giảm bớt với một lưới rộng thay cho một bề mặt liên tục.
- Kích thước ăng-ten này khá lớn và tổng chi phí cũng cao.
- Để đạt được kết quả hoạt động tốt nhất, nguồn cấp dữ liệu phải được đặt chính xác tại tiêu điểm của ăng-ten parabol. Điều này khó đạt được trên thực tế.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của anten phản xạ e bao gồm những điều sau đây.
- Ăng-ten phản xạ đã được sử dụng rộng rãi trong thông tin vệ tinh, radar, phép đo từ xa trong không gian sâu, thiên văn vô tuyến & viễn thám.
- Một loại phản xạ là một phần thiết yếu của thông tin liên lạc cũng như các hệ thống radar.
- Các ăng-ten này được sử dụng rộng rãi trong liên lạc điểm-điểm, viễn thám, liên lạc vệ tinh, đo từ xa trong không gian sâu và phát tín hiệu TV.
- Các loại gương phản xạ được áp dụng trong thiên văn vô tuyến, radar thời tiết & trong các hệ thống tàu vũ trụ.
- Hiệu suất của ăng-ten có thể được tăng cường với các gương phản xạ. Vì vậy, ăng ten phản xạ được sử dụng để tăng cường định hướng.
- Ăng-ten này được sử dụng trong các ứng dụng tàu vũ trụ.
Như vậy, đây là tổng quan về phản xạ ăng-ten – làm việc với các ứng dụng. Những anten này được gọi là ăng-ten vi sóng và dải tần hoạt động do ăng-ten này cung cấp thường trên 1 MHz, do đó, những ăng-ten này được sử dụng trong các ứng dụng không dây. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, chức năng của ăng-ten là gì?
